WO2022224778A1 - 温度応答性ポリマー及び水系温度応答性組成物 - Google Patents
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Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/46—Reaction with unsaturated dicarboxylic acids or anhydrides thereof, e.g. maleinisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L39/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Compositions of derivatives of such polymers
Definitions
- the present disclosure relates to temperature-responsive polymers and water-based temperature-responsive compositions.
- a temperature-responsive polymer is a functional polymer whose affinity with solvents changes with changes in temperature. Temperature-responsive polymers are expected to be applied to functional cell sheets, drug transport carriers, and the like. In recent years, it has been reported that a polymer material exhibits temperature-responsive behavior by adding a third component molecule (also referred to as an “effector”) to a two-component system of a polymer and a solvent.
- a third component molecule also referred to as an “effector”
- Non-Patent Document 1 Angew. Int. Ed. 2005, 44, 5658-5661
- Non-Patent Document 2 Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2708-2711
- Non-Patent Document 3 J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8344-8347 describes a temperature-responsive polymer using an organic compound having hydrogen bond-forming properties as an effector.
- Non-Patent Document 4 (Angew. Chem. 2013, 125, 4268-4272) reports and describes a temperature-responsive polymer using an organic compound that forms a charge-transfer complex as an effector.
- Non-Patent Documents 3 and 4 exhibit stimuli-responsiveness in organic solvents, but do not exhibit temperature-responsiveness in water.
- An object of the present disclosure is to provide a polymeric material exhibiting temperature responsiveness in water, the temperature responsiveness such as the lower critical solution temperature (LCST) of which can be changed by various factors.
- LCST lower critical solution temperature
- the present inventors have found that a polymer having a specific ring structure with a polar bond such as an amide bond and a carboxylate group in the side chain exhibits temperature responsiveness when polyvalent cations such as calcium ions are coexisted in water as an effector. was found to show
- the present invention includes the following aspects.
- a temperature-responsive polymer having a polar bond and a carboxylate group in a side chain wherein the temperature-responsive polymer has the formula (1) contains a structural unit represented by In formula (1), each M independently represents a hydrogen atom or a monovalent cation, and each A independently represents a polar bond selected from the group consisting of an amide bond, an ester bond, a carbonate bond, a urethane bond and a urea bond.
- each Cy surrounded by a circle independently represents a hydrocarbon ring structure having 4 to 30 carbon atoms
- the hydrocarbon ring structure includes a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a carbon atom It may have one or more substituents selected from the group consisting of alkoxy groups of numbers 1 to 4, and the carbon atom that constitutes the hydrocarbon ring structure and is bonded to A and the carbon atom that constitutes the hydrocarbon ring structure, COOM are vicinal to each other
- R 1 is each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
- R 2 is each independently a single bond or a carbon atom of 1 to A temperature-responsive polymer representing 3 alkanediyl groups.
- the temperature-responsive polymer is a temperature-responsive polymer having an amide bond and a carboxylate group in a side chain, and has the formula (2) contains a structural unit represented by In formula (2), M each independently represents a hydrogen atom or a monovalent cation, A represents an amide bond, Cy surrounded by a hexagon each independently represents a benzene ring, a cyclohexane ring, a cyclohexene ring, and represents a six-membered ring structure selected from the group consisting of cyclohexadiene rings, each R 1 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and each R 2 independently represents a single bond or a carbon atom represents an alkanediyl group having 1 to 3 numbers, and R 3 , R 4 ,
- each M independently represents a hydrogen atom or a monovalent cation
- each R 1 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- R 2 each independently represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms
- R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a carbon atom represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and two groups out of R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are an aliphatic ring, an aromatic ring or a bridge
- each M independently represents a hydrogen atom or a monovalent cation
- each R 1 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- R 2 each independently represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms
- R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a carbon atom represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and two groups out of R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are an aliphatic ring, an aromatic ring or a bridge
- a water-based temperature-responsive composition containing a temperature-responsive polymer can be designed according to various uses.
- FIG. 1 H-NMR chart of PAA-Pht. 1 H-NMR chart of PAA-CHex. 1 is a graph showing the influence of presence and type of cations on transmittance in aqueous compositions containing PAA-Pht.
- FIG. 10 is a graph showing the reversibility of the temperature responsiveness of PAA-Pht in the presence of Ca 2+ .
- FIG. 2 is a graph showing the Ca 2+ concentration dependence of the temperature response of PAA-Pht in the presence of Ca 2+ . 2 is a graph showing the polymer concentration dependence of temperature responsiveness of PAA-Pht in the presence of Ca 2+ .
- FIG. 10 is a graph showing pH dependence of temperature response of PAA-Pht in the presence of Ca 2+ .
- FIG. 4 is a graph showing the effect of the type of divalent cation in an aqueous temperature-responsive composition containing PAA-Pht. 4 is another graph showing the effect of the type of divalent cation in an aqueous temperature-responsive composition containing PAA-Pht.
- 2 is a graph showing the Ca 2+ concentration dependence of the temperature response of PAA-CHex in the presence of Ca 2+ .
- 2 is a graph showing the polymer concentration dependence of temperature responsiveness of PAA-CHex in the presence of Ca 2+ .
- the temperature-responsive polymer of one embodiment has a polar bond and a carboxylate group in the side chain, and has the formula (1) Including structural units represented by
- each M independently represents a hydrogen atom or a monovalent cation
- each A independently represents a polar bond selected from the group consisting of an amide bond, an ester bond, a carbonate bond, a urethane bond and a urea bond.
- each Cy surrounded by a circle independently represents a hydrocarbon ring structure having 4 to 30 carbon atoms, and the hydrocarbon ring structure is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the number of carbon atoms It may have one or more substituents selected from the group consisting of 1 to 4 alkoxy groups, and forms a hydrocarbon ring structure with the carbon atom that forms a hydrocarbon ring structure and bonds to A, and binds to COOM.
- each R 1 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
- each R 2 independently represents a single bond or an alkane having 1 to 3 carbon atoms represents a diyl group.
- the mechanism by which the temperature-responsive polymer of the present disclosure exhibits temperature-responsiveness in water in the presence of polyvalent cations is thought to be as follows.
- a hydrocarbon ring structure, such as a six-membered ring structure, pendant to the polymer backbone ensures that the temperature responsive polymer exhibits hydrophobicity above the lower critical solution temperature (LCST).
- Groups that form polar bonds such as amide groups and ester groups in side chains are sites that hydrate with water molecules in the system, and dissolve the temperature-responsive polymer in water at temperatures lower than the LCST.
- the side-chain carboxylate groups interact with coexisting multivalent cations to change the conformation of the temperature-responsive polymer in response to temperature.
- the pKa of a carboxylate group varies depending on the hydrocarbon ring structure, such as a six-membered ring structure, to which the carboxylate group is attached, such as a benzene ring or an aliphatic ring (cyclohexane ring, cyclohexene ring and cyclohexadiene ring).
- a benzene ring or an aliphatic ring (cyclohexane ring, cyclohexene ring and cyclohexadiene ring).
- an aliphatic ring is more hydrophobic than a benzene ring.
- the LCST of the temperature-responsive polymer changes due to the difference in the pKa of the carboxylate group and the hydrophobicity of the hydrocarbon ring structure such as the six-membered ring structure.
- temperature-responsive polymers in which carboxylate groups are attached to aliphatic rings tend to exhibit lower LCST than temperature-responsive polymers in which carboxylate groups are attached to benzene rings.
- a group such as an amide group or an ester group that constitutes a polar bond is bonded to a carbon atom of a hydrocarbon ring structure such as a six-membered ring structure, and a carboxylate group is bonded to a group such as an amide group or an ester group.
- the orientation of the carboxylate groups with respect to the polymer backbone and groups such as amide groups, ester groups, etc. is restricted by being attached to the carbon atom in the vicinal position of the carbon atom.
- the carboxylate groups are separated from the main chain of the polymer and are difficult to orient. Therefore, in the temperature-responsive polymer of the present disclosure, it is considered that the conformational change inside the polymer molecule mainly contributes to the expression of temperature-responsiveness rather than the intermolecular interaction of the polymer molecules.
- each M independently represents a hydrogen atom or a monovalent cation.
- Monovalent cations include, for example, lithium, sodium, potassium, and ammonium ions.
- M is preferably a hydrogen atom or a sodium ion.
- each A independently represents a polar bond selected from the group consisting of an amide bond, an ester bond, a carbonate bond, a urethane bond and a urea bond.
- A is preferably selected from the group consisting of an amide bond and an ester bond because it effectively restricts the orientation of the carboxylate groups, and more preferably an amide bond because it is more resistant to hydrolysis.
- each encircled Cy independently represents a hydrocarbon ring structure having 4 to 30 carbon atoms.
- the carbon atom that forms the hydrocarbon ring structure and is bonded to A and the carbon atom that forms the hydrocarbon ring structure and is bonded to COOM are at vicinal positions to each other.
- the hydrocarbon ring structure may be a saturated or unsaturated aliphatic or aromatic ring.
- Hydrocarbon ring structures may be monocyclic, fused, spiro, or bridged.
- each encircled Cy independently has a six-membered ring structure.
- a double bond is preferably present between the carbon atom of the six-membered ring structure to which the polar bond A is bonded and the carbon atom of the six-membered ring structure to which the COOM (carboxylate group) is bonded. It is believed that in this embodiment the orientation of the carboxylate groups with respect to the polymer backbone and the polar bond A can be more restricted to obtain precise temperature responsiveness.
- the six-membered ring structure is a benzene ring or a cyclohexene ring.
- the hydrocarbon ring structure may have one or more substituents selected from the group consisting of halogen atoms, alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms.
- Halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine and iodine.
- alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and t-butyl group.
- alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, and t-butoxy groups.
- the substituent is a methyl group, an ethyl group, a methoxy group, or an ethoxy group.
- the hydrocarbon ring structure has no substituents.
- each R 1 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and t-butyl group.
- R 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group, more preferably a hydrogen atom.
- each R 2 independently represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms.
- alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms include a methanediyl group (—CH 2 —), an ethane-1,2-diyl group (—CH 2 CH 2 —), an ethane-1,1-diyl group ( —CH(CH 3 )—), propane-1,3-diyl group (—CH 2 CH 2 CH 2 —), propane-1,2-diyl group (—CH 2 CH(CH 3 )—), and propane A -2,2-diyl group (-C(CH 3 ) 2 -) can be mentioned.
- R2 is preferably a single bond or a methanediyl group, more preferably a methanediyl group.
- the temperature-responsive polymer has an amide bond and a carboxylate group in the side chain, and has the formula (2) It is preferable to include a structural unit represented by
- M each independently represents a hydrogen atom or a monovalent cation
- A represents an amide bond
- Cy surrounded by a hexagon each independently represents a benzene ring, a cyclohexane ring, a cyclohexene ring, and represents a six-membered ring structure selected from the group consisting of cyclohexadiene rings
- each R 1 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
- each R 2 independently represents a single bond or a carbon atom represents an alkanediyl group having 1 to 3 numbers
- R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms
- 4 alkoxy group, two of R 3 , R 4 , R 5 and R 6 may form an aliphatic ring, an aromatic ring or a bridged structure.
- each M independently represents a hydrogen atom or a monovalent cation.
- Monovalent cations include, for example, lithium, sodium, potassium, and ammonium ions.
- M is preferably a hydrogen atom or a sodium ion.
- each Cy surrounded by a hexagon independently represents a six-membered ring structure selected from the group consisting of a benzene ring, a cyclohexane ring, a cyclohexene ring, and a cyclohexadiene ring.
- the position of the double bond in the cyclohexene ring and cyclohexadiene ring is not particularly limited. In one embodiment, there is a double bond between the carbon atom of the six membered ring structure to which the amide group is attached and the carbon atom of the six membered ring structure to which the carboxylate group is attached.
- Cy surrounded by a hexagon is preferably a benzene ring or a cyclohexene ring.
- each R 1 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and t-butyl group.
- R 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group, more preferably a hydrogen atom.
- each R 2 independently represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms.
- alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms include a methanediyl group (—CH 2 —), an ethane-1,2-diyl group (—CH 2 CH 2 —), an ethane-1,1-diyl group ( —CH(CH 3 )—), propane-1,3-diyl group (—CH 2 CH 2 CH 2 —), propane-1,2-diyl group (—CH 2 CH(CH 3 )—), and propane A -2,2-diyl group (-C(CH 3 ) 2 -) can be mentioned.
- R2 is preferably a single bond or a methanediyl group, more preferably a methanediyl group.
- R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
- Halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine and iodine.
- alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and t-butyl group.
- alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, and t-butoxy groups.
- R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a methoxy group or an ethoxy group, more preferably a hydrogen atom.
- two groups among R 3 , R 4 , R 5 and R 6 may form an aliphatic ring, an aromatic ring or a bridged structure. In one embodiment, adjacent two groups of R 3 , R 4 , R 5 and R 6 form an aliphatic or aromatic ring.
- Cy is a benzene ring and R 4 and R 5 form a benzene ring as an aromatic ring
- Cy is a cyclohexene ring and R 4 and R 5 form a cyclohexane ring as an aliphatic ring
- the cyclohexene ring to which the amide group and the carboxylate group are bonded together with the octahydro forms a naphthalene ring.
- two groups of R 3 , R 4 , R 5 and R 6 form a bridge structure.
- Cy is a cyclohexane ring and R 3 and R 6 form a bridged structure with a methanediyl group (--CH 2 --), they form a norbornane ring (bicyclo[2.2.1]heptane ring).
- the aliphatic ring, aromatic ring or bridged structure formed by two groups are halogen atoms, alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and carbon atoms. It may have one or more substituents selected from the group consisting of 1 to 4 alkoxy groups.
- a plurality of substituents may be the same or different. Exemplary and suitable substituents are the same as those described for R 3 , R 4 , R 5 and R 6 .
- the total number of carbon atoms in the formed ring structure is preferably 8-18.
- a in formula (2) is an amide bond, specifically a group represented by the formula: -NRCO- (R is a hydrogen atom or a monovalent group).
- R is a hydrogen atom or a monovalent group.
- each R 7 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and t-butyl group.
- R7 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group, more preferably a hydrogen atom.
- the carbonyl carbon of the amide bond is bonded to the carbon atom of the six-membered ring structure.
- the nitrogen atom of the amide bond is bonded to the carbon atom of the six-membered ring structure.
- Such a difference in bonding mode of the amide bond changes the lower critical solution temperature of the temperature-responsive polymer.
- the temperature-responsive polymer containing the structural unit represented by formula (2a) is higher than the temperature-responsive polymer containing the structural unit represented by formula (2b), which has an equivalent structure other than the bonding mode of the amide bond. It often exhibits a high lower critical solution temperature.
- the temperature responsiveness of the temperature responsive polymer can also be changed by selecting the form of the amide bond.
- the structural unit of formula (2) comprises or consists of a structural unit of formula (3a).
- M, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are the same as in formula (2a).
- the structural unit of formula (2) comprises or consists of a structural unit of formula (4a).
- M, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are the same as in formula (2a).
- the temperature-responsive polymer may be a homopolymer or a copolymer.
- the structural unit represented by formula (1) or formula (2) contained in the temperature-responsive polymer is preferably 5 mol% or more, more preferably 20 mol % or more, more preferably 50 mol % or more. When the temperature-responsive polymer contains 5 mol % or more of the above structural units in total, temperature-responsiveness can be imparted to the temperature-responsive polymer.
- the structural unit represented by formula (1) or formula (2) contained in the temperature-responsive polymer is 100 mol% or less, 90 mol% or less, or 80 mol% when expressed as a molar ratio based on all structural units. It can be mol % or less.
- the weight average molecular weight of the temperature-responsive polymer is preferably 5,000 to 1,000,000, more preferably 7,500 to 500,000, still more preferably 10,000 to 100,000.
- weight average molecular weight means molecular weight converted to standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC).
- the temperature-responsive polymer has the same polymer main chain as the temperature-responsive polymer, and has functional groups A 1 such as hydroxyl groups, amino groups, carboxy groups, alkoxycarbonyl groups, and isocyanato groups.
- a precursor polymer having can be done.
- a compound A3 having a site that reacts with both functional group A1 and functional group A2 may be used.
- the pendant reagent may be an acid anhydride in which A2 and COOM are intramolecularly condensed.
- a catalyst or a dehydration condensation agent may be used to advance the above reaction.
- n is the degree of polymerization of the precursor polymer, preferably 20-5,000, more preferably 30-2,500, still more preferably 40-500.
- Formula (1A) represents a temperature-responsive polymer.
- a temperature-responsive polymer in which A is an amide bond can be obtained by reacting a precursor polymer having an amino group with an acid anhydride or acid halide, or by reacting a precursor polymer having a carboxy group or an alkoxycarbonyl group. It can be obtained by reacting a polymer with an amine.
- the temperature-responsive polymer in which A is an ester bond reacts a precursor polymer having a hydroxyl group with an acid anhydride or an acid halide, or reacts with a precursor polymer having a carboxy group or an alkoxycarbonyl group. It can be obtained by reacting with a hydroxyl group-containing compound.
- the temperature-responsive polymer in which A is a carbonate bond is obtained by reacting a precursor polymer having a hydroxyl group, a hydroxyl group-containing compound, and a carbonate compound such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, or diphenyl carbonate. be able to.
- the temperature-responsive polymer in which A is a urethane bond reacts a precursor polymer having a hydroxyl group with an isocyanato group-containing compound, or reacts a precursor polymer having an isocyanato group with a hydroxyl group-containing compound.
- the temperature-responsive polymer in which A is a urea bond is obtained by reacting a precursor polymer having an amino group with an isocyanato group-containing compound, or reacting a precursor polymer having an isocyanato group with an amine.
- the temperature-responsive polymer in which A is a urea bond is obtained by reacting a precursor polymer having an amino group with an isocyanato group-containing compound, or reacting a precursor polymer having an isocyanato group with an amine.
- the temperature-responsive polymer can also be obtained by radically polymerizing polymerizable monomers corresponding to structural units of the temperature-responsive polymer, as schematically shown in the reaction formula below.
- a radical polymerization initiator may be used to initiate the radical polymerization.
- COOM may be protected once with a protective agent prior to radical polymerization and deprotected and regenerated after radical polymerization is complete.
- n is the degree of polymerization of the precursor polymer, preferably 20-5,000, more preferably 30-2,500, still more preferably 40-500.
- Formula (1A) represents a temperature-responsive polymer.
- a method for producing a temperature-responsive polymer containing a structural unit represented by formula (2) will be described in detail below for illustrative purposes.
- a person skilled in the art of organic synthesis and polymer synthesis can appropriately produce a temperature-responsive polymer containing structural units other than those represented by formula (2) by referring to the following description.
- a precursor polymer having an amino group represented by formula (5) such as polyvinylamine or polyallylamine
- a phthalic anhydride compound represented by formula (6a) or 3 represented by formula (7a) is combined with a phthalic anhydride compound represented by formula (6a) or 3 represented by formula (7a).
- a temperature-responsive polymer represented by Formula (3A) or Formula (4A) can be obtained.
- R 1 and R 2 are as described for formula (2)
- R 7 is as described for formula (2a).
- n is the degree of polymerization of the precursor polymer, preferably 20-5,000, more preferably 30-2,500, still more preferably 40-500.
- R 3 , R 4 , R 5 and R 6 in formulas (6a) and (7a) are as described for formula (2).
- the precursor polymer having amino groups may be in the form of having free amino groups or in the form of salts such as hydrochlorides, hydrobromides, sulfates, phosphates and acetates.
- the precursor polymer having amino groups is preferably selected from the group consisting of polyvinylamine and polyallylamine, more preferably polyallylamine.
- polyvinylamine and its salt is publicly known.
- polyvinylamine is obtained by polymerizing N-vinylformamide using an azo initiator or the like as a polymerization initiator and hydrolyzing the resulting polyvinylformamide. can be obtained.
- a method for producing polyallylamine and its salt is publicly known.
- an inorganic acid salt of monoallylamine is dissolved in a polar solvent with an azo group and a cationic nitrogen in the molecule.
- An inorganic acid salt of polyallylamine can be obtained by polymerizing in the presence of a radical initiator containing a group having an atom, or a specific azo initiator.
- Polyallylamine may be obtained by dialyzing the resulting inorganic acid salt of polyallylamine.
- polyvinylamine includes PVAM (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
- polyallylamine and salts thereof include the PAA (registered trademark) series (manufactured by Nittobo Medical Co., Ltd.).
- the reaction between the precursor polymer and the acid anhydride compound is carried out by dissolving the precursor polymer in a buffer solution such as carbonate buffer solution, and adjusting the pH of the buffer solution to 9 to 10 using an alkaline compound such as sodium hydroxide or potassium hydroxide. It can be carried out by adding the acid anhydride compound at 10° C. to 50° C. with adjustment.
- the reaction time can be appropriately determined depending on the reactivity of the acid anhydride compound and the amount used, and can be, for example, 10 minutes to 48 hours. Thereafter, salt exchange is performed using sodium chloride or the like as necessary, and post-treatments such as dialysis and freeze-drying are performed to obtain a temperature-responsive polymer.
- n is the degree of polymerization of the temperature-responsive polymer, preferably 20-5,000, more preferably 30-2,500, still more preferably 40-500.
- the ethylenically unsaturated monomer represented by formula (6b) is, for example, methacrylic acid (where R 1 is a methyl group and R 2 is a single bond) or acrylic acid (where R 1 is a hydrogen atom and R 2 is a single bond). case) and the amino group of an anthranilic acid ester compound corresponding to the structure shown in formula (6b), such as anthranilic acid methyl ester, to form an amide bond to hydrolyze the ester of the anthranilic acid moiety.
- the ethylenically unsaturated monomers represented by formula (6b) can, for example, replace the carboxyl group of methacrylic acid or acrylic acid with 1-hydroxybenzotriazole (HOBt), 1-hydroxy-7-azabenzotriazole (HOAt ), an alcohol such as ethyl(hydroxyimino)cyanoacetate, and a dehydrating reagent such as water-soluble carbodiimide, and then condensed with the amino group of the anthranilic acid compound corresponding to the structure shown in formula (6b). It can also be obtained by performing a reaction.
- HABt 1-hydroxybenzotriazole
- HOAt 1-hydroxy-7-azabenzotriazole
- an alcohol such as ethyl(hydroxyimino)cyanoacetate
- a dehydrating reagent such as water-soluble carbodiimide
- the monomer composition may further contain a monomer other than the ethylenically unsaturated monomer corresponding to the structural unit represented by formula (2).
- monomers include vinyl compounds such as styrene, vinyl toluene, vinyl acetate, vinyl chloride and N-vinylpyrrolidone; ) acrylate compounds; and (meth)acrylamide compounds such as (meth)acrylamide, N,N-dimethyl(meth)acrylamide, and N-isopropyl(meth)acrylamide.
- (meth)acrylic means acrylic or methacrylic
- “(meth)acrylate” means acrylate or methacrylate.
- the copolymerization ratio of these monomers can be appropriately determined within a range that does not impair the temperature responsiveness of the temperature responsive polymer.
- Radical polymerization can be carried out in an organic solvent using a known radical polymerization initiator.
- radical polymerization initiators include organic peroxides such as benzoyl peroxide, cumene peroxide, and di-t-butyl peroxide; 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis ( 2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) and other azo compounds; and redox initiators.
- a radical polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more.
- the amount of the radical polymerization initiator used is preferably 0.1-20 mol %, more preferably 0.5-10 mol %, relative to the total monomers in the monomer composition.
- organic solvents examples include ketones such as acetone and methyl ethyl ketone (MEK); alcohols such as ethanol, methanol and isopropyl alcohol (IPA); ethers such as ethylene glycol dimethyl ether and propylene glycol monomethyl ether; ethyl acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate. , 2-ethoxyethyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; sulfoxides such as dimethylsulfoxide; and amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide.
- An organic solvent may be used independently and may use 2 or more types together.
- the polymerization temperature is preferably 20-100°C, more preferably 30-80°C.
- the polymerization time can be appropriately determined according to the desired molecular weight, and can be, for example, 10 minutes to 120 hours.
- Water-based temperature-responsive composition An embodiment of the water-based temperature-responsive composition contains the above temperature-responsive polymer and polyvalent cations. Water-based temperature-responsive compositions generally have reversible temperature responsiveness.
- the water-based temperature-responsive composition contains water as a solvent.
- the water-based temperature-responsive composition may further contain an organic solvent as a solvent.
- organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, sulfoxides such as dimethylsulfoxide, dimethylformamide, and dimethylacetamide. and amides of In embodiments in which the solvent contains an organic solvent, the content of the organic solvent is preferably 0.1% by mass to 50% by mass, more preferably 0.2% by mass to 100% by mass. 30 mass %, more preferably 0.5 mass % to 20 mass %.
- Polyvalent cations determine the conformation of the temperature-responsive polymer by interacting with two or more carboxylate groups on the side chains of the temperature-responsive polymer, especially two or more carboxylate groups within the polymer molecule. , the conformation of temperature-responsive polymers is thought to change with temperature. Since each polyvalent cation has its own hydration Gibbs energy, changing the type of polyvalent cation changes the hydration state of the temperature-responsive polymer. Therefore, the LCST of the temperature-responsive polymer can be adjusted by properly using polyvalent cations. Polyvalent cations may be used alone or in combination of two or more. By using two or more polyvalent cations together and appropriately determining the ratio thereof, the LCST of the temperature-responsive polymer can be adjusted more precisely.
- polyvalent cations include, but are not limited to, divalent cations such as magnesium ions, calcium ions, strontium ions, and barium ions. More preferably, the polyvalent cation contains at least one selected from the group consisting of magnesium ions, calcium ions, and strontium ions.
- the polyvalent cation is a calcium ion.
- the LCST of the temperature-responsive polymer can also be adjusted by changing the concentration of polyvalent cations. In one embodiment, when the concentration of polyvalent cations reaches a certain value (saturation concentration) or higher, the LCST of the temperature-responsive polymer hardly changes.
- concentration of polyvalent cations can be appropriately determined according to the types of temperature-responsive polymer and polyvalent cations used, and the desired LCST.
- the concentration of polyvalent cations can be, for example, but not limited to, 0.01 mM to 1000 mM, 0.1 mM to 500 mM, or 0.5 mM to 250 mM.
- the concentration of the temperature-responsive polymer has little effect on the LCST of the temperature-responsive polymer. This suggests that conformational changes of molecular chains are more dominant in temperature responsiveness than intermolecular interactions of temperature responsive polymers.
- the concentration of the temperature responsive polymer can be, for example, 0.1 mg/mL to 20 mg/mL, 0.2 mg/mL to 10 mg/mL, or 0.4 mg/mL to 5 mg/mL, but is limited to these. not.
- the LCST of the temperature-responsive polymer can also be adjusted by changing the pH of the water-based temperature-responsive composition.
- pH regions eg, pH 6 and above
- interactions between the carboxylate groups of the temperature responsive polymer and multivalent cations affect the conformation of the temperature responsive polymer.
- a lower pH region for example pH 5 or less
- the carboxylate groups of the temperature-responsive polymer are protonated to carboxy groups, and the hydrogen bonding between the carboxy groups rather than the interaction between the carboxylate groups and polyvalent cations is responsible for the temperature response. affect sexuality.
- the pH of the water-based temperature-responsive composition is preferably 4-9, more preferably 4.5-8, still more preferably 5-7.5.
- the water-based temperature-responsive composition may contain monovalent cations within a range that does not impair the LCST of the temperature-responsive polymer.
- Monovalent cations include, for example, lithium, sodium, potassium, and ammonium ions.
- the concentration of monovalent cations is preferably 1000 mM or less, more preferably 500 mM or less, and even more preferably 150 mM or less.
- the LCST of the water-based temperature-responsive composition is adjusted by one or more of the side chain structure of the temperature-responsive polymer, the type and concentration of polyvalent cations, and the pH of the water-based temperature-responsive composition. can be done.
- the water-based temperature-responsive composition has an LCST of 25°C to 80°C.
- the LCST of the aqueous temperature-responsive composition is preferably 30°C to 42°C, more preferably 35°C to 40°C.
- LCST measures the transmittance of a water-based temperature-responsive composition under the conditions of a measurement wavelength of 500 nm and a heating rate of 1 ° C./min to create a graph, in which the vertical axis is transmittance (%) and the horizontal axis is is defined as the temperature at which the transmittance becomes 90% from the graph where is the temperature (°C).
- the water-based temperature-responsive composition can be prepared by dissolving the temperature-responsive polymer and the polyvalent cation source in a solvent containing water and, if necessary, an organic solvent.
- polyvalent cation sources include salts containing polyvalent cation elements.
- salts include chlorides such as calcium chloride, magnesium chloride and strontium chloride; sulfates such as calcium sulfate, magnesium sulfate and strontium sulfate; and phosphates such as calcium phosphate, magnesium phosphate and strontium phosphate. is mentioned.
- the temperature-responsive polymer and water-based temperature-responsive composition of the present disclosure are suitable for use in water-based functional materials such as functional cell sheets, drug transport carriers, mechanochemical materials, temperature sensors, separation membranes, and water retention agents. can be used.
- Synthesis of PAA-Pht Polyallylamine hydrochloride (PAA-HCl, polyallylamine weight average molecular weight Mw 15,000, manufactured by Nittobo Medical Co., Ltd.) was dissolved in a carbonate buffer solution to a concentration of 2.5 mg/mL. The pH of the solution was adjusted to 9.5 using aqueous sodium hydroxide. Three equivalents of phthalic anhydride relative to the side chain amino groups of the polyallylamine were added in increments of one equivalent every hour. The pH of the solution was adjusted to 9.5 after each addition of phthalic anhydride.
- PAA-HCl polyallylamine weight average molecular weight Mw 15,000, manufactured by Nittobo Medical Co., Ltd.
- PAA-Pht has the following structural units.
- M is Na.
- Synthesis Example 2 Synthesis of PAA-CHex PAA-HCl used in Synthesis Example 1 was dissolved in a carbonate buffer solution to a concentration of 2.5 mg/mL, and the pH of the solution was adjusted to 9.5 using an aqueous sodium hydroxide solution. adjusted to 3 equivalents of 1-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride relative to the side chain amino groups of polyallylamine were added in increments of 1 equivalent every hour. The pH of the solution was adjusted to 9.5 each time 1-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride was added. After stirring for 24 hours, sodium chloride was added in an amount of 100 molar equivalents to the side chain amino groups of the polyallylamine, and the mixture was stirred overnight.
- PAA-CHex has the following structural units.
- M is Na.
- the transmittance was measured using an ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer V-550 (manufactured by JASCO Corporation).
- Sodium chloride, magnesium chloride, calcium chloride and strontium chloride were used as cation sources.
- PAA-Pht does not exhibit temperature responsiveness in aqueous compositions that do not contain polyvalent cations or contain monovalent sodium ions.
- PAA-Pht in aqueous compositions containing divalent calcium ions, PAA-Pht exhibits temperature responsiveness in which the transmittance sharply decreases at high temperatures from around 38.6°C.
- Temperature-responsive behavior of PAA - Pht Effect of type of divalent cation .2, polymer concentration 4 mg/mL), and the change in transmittance was measured under the conditions of a measurement wavelength of 500 nm and a heating rate of 1° C./min.
- the measurement results are shown in FIG. 8A as a graph with transmittance (%) on the vertical axis and temperature (° C.) on the horizontal axis.
- LCST the temperature at which the transmittance becomes 90% was determined from the graph shown in FIG. 8A.
- FIG. 8B shows a graph in which the vertical axis is the LCST (° C.) and the horizontal axis is the absolute value (kJ/mol) of hydration Gibbs energies ( ⁇ hyd G) of Mg 2+ , Ca 2+ , and Sr 2+ .
- PAA-CHex also exhibits temperature responsiveness in water in the presence of polyvalent cations, and the LCST is slightly low. Also, it can be seen that the LCST sharply decreases as the calcium ion concentration increases from 0 mM, but changes in the LCST are small when the calcium ion concentration exceeds 60 mM.
- the temperature-responsive polymer and water-based temperature-responsive composition of the present disclosure are suitable for use in water-based functional materials such as functional cell sheets, drug transport carriers, mechanochemical materials, temperature sensors, separation membranes, and water retention agents. can be used.
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Abstract
下限臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）などの温度応答性を様々な要因によって変化させることが可能な、水中で温度応答性を示す高分子材料の提供。式（１） で表される構造単位を含み、式（１）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表し、Ａはそれぞれ独立してアミド結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合及びウレア結合からなる群より選ばれる極性結合を表し、円で囲まれたＣｙはそれぞれ独立して炭素原子数４～３０の炭化水素環構造を表し、炭化水素環構造を構成しＡと結合する炭素原子と炭化水素環構造を構成しＣＯＯＭと結合する炭素原子とが互いにビシナル位にあり、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表す、側鎖に極性結合及びカルボキシレート基を有する温度応答性ポリマー。
Description
本開示は、温度応答性ポリマー及び水系温度応答性組成物に関する。
温度応答性高分子は、温度変化に伴って溶媒との親和性が変化する機能性高分子である。温度応答性高分子は、機能性細胞シート、薬物輸送キャリアなどへの応用が期待されている。近年、高分子と溶媒の２成分系に、更に第３成分となる分子（「エフェクター」ともいう。）を加えることで、高分子材料が温度応答性の挙動を示すことが報告されている。
非特許文献１（Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 5658-5661）及び非特許文献２（Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2708-2711）には、エフェクターとしてシクロデキストリンを用いた温度応答性高分子が記載されている。
非特許文献３（J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8344-8347）には、エフェクターとして水素結合形成性を有する有機化合物を用いた温度応答性高分子が記載されている。
非特許文献４（Angew. Chem. 2013, 125, 4268-4272）には、エフェクターとして電荷移動錯体を形成する有機化合物を用いた温度応答性高分子が報告記載されている。
Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 5658-5661
Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2708-2711
J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8344-8347
Angew. Chem. 2013, 125, 4268-4272
エフェクター存在下において温度応答性を示す高分子材料の中で、水中で温度応答性を示すものとしては、非特許文献１及び２に記載された、側鎖に２－（２－ブロモイソブチリルオキシ）エチル基又はアダマンチル基を有するポリマーとシクロデキストリン（エフェクター）を用いた系が知られているのみである。非特許文献３及び４に記載された温度応答性高分子は、有機溶媒中での刺激応答性を示すものであり、水中で温度応答性を示すものではない。
本開示は、下限臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）などの温度応答性を様々な要因によって変化させることが可能な、水中で温度応答性を示す高分子材料を提供することを目的とする。
本発明者らは、アミド結合などの極性結合及びカルボキシレート基を有する特定の環構造を側鎖に有するポリマーが、カルシウムイオンなどの多価カチオンをエフェクターとして水中で共存させたときに温度応答性を示すことを見出した。
本発明は以下の態様を包含する。
［態様１］
側鎖に極性結合及びカルボキシレート基を有する温度応答性ポリマーであって、前記温度応答性ポリマーが、式（１）
で表される構造単位を含み、
式（１）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表し、Ａはそれぞれ独立してアミド結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合及びウレア結合からなる群より選ばれる極性結合を表し、円で囲まれたＣｙはそれぞれ独立して炭素原子数４～３０の炭化水素環構造を表し、前記炭化水素環構造は、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、及び炭素原子数１～４のアルコキシ基からなる群より選ばれる１又は複数の置換基を有してもよく、前記炭化水素環構造を構成しＡと結合する炭素原子と前記炭化水素環構造を構成しＣＯＯＭと結合する炭素原子とが互いにビシナル位にあり、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表す、温度応答性ポリマー。
［態様２］
前記極性結合がアミド結合及びエステル結合からなる群より選ばれる、態様１に記載の温度応答性ポリマー。
［態様３］
前記温度応答性ポリマーが、側鎖にアミド結合及びカルボキシレート基を有する温度応答性ポリマーであって、式（２）
で表される構造単位を含み、
式（２）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表し、Ａはアミド結合を表し、六角形で囲まれたＣｙはそれぞれ独立してベンゼン環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、及びシクロヘキサジエン環からなる群より選ばれる六員環構造を表し、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、又は炭素原子数１～４のアルコキシ基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、２つの基が脂肪族環、芳香族環又は橋掛け構造を形成してもよい、態様１に記載の温度応答性ポリマー。
［態様４］
式（２）で表される構造単位が、式（３ａ）
で表される構造単位を含み、式（３ａ）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表し、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、又は炭素原子数１～４のアルコキシ基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、２つの基が脂肪族環、芳香族環又は橋掛け構造を形成してもよく、Ｒ７は水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表す、態様３に記載の温度応答性ポリマー。
［態様５］
式（２）で表される構造単位が、式（４ａ）
で表される構造単位を含み、式（４ａ）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表し、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、又は炭素原子数１～４のアルコキシ基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、２つの基が脂肪族環、芳香族環又は橋掛け構造を形成してもよく、Ｒ７は水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表す、態様３に記載の温度応答性ポリマー。
［態様６］
Ｒ１が水素原子であり、Ｒ２がメタンジイル基である、態様１～５のいずれかに記載の温度応答性ポリマー。
［態様７］
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７が水素原子である、態様３～６のいずれかに記載の温度応答性ポリマー。
［態様８］
態様１～７のいずれかに記載の温度応答性ポリマーと、多価カチオンとを含む水系温度応答性組成物。
［態様９］
前記多価カチオンが、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、及びストロンチウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、態様８に記載の水系温度応答性組成物。
［態様１０］
ｐＨが４～９である、態様８又は９に記載の水系温度応答性組成物。
［態様１１］
前記多価カチオンの濃度が０．１～２００ｍＭである、態様８～１０のいずれかに記載の水系温度応答性組成物。
［態様１２］
下限臨界溶液温度が２５℃～８０℃である、態様８～１１のいずれかに記載の水系温度応答性組成物。
側鎖に極性結合及びカルボキシレート基を有する温度応答性ポリマーであって、前記温度応答性ポリマーが、式（１）
式（１）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表し、Ａはそれぞれ独立してアミド結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合及びウレア結合からなる群より選ばれる極性結合を表し、円で囲まれたＣｙはそれぞれ独立して炭素原子数４～３０の炭化水素環構造を表し、前記炭化水素環構造は、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、及び炭素原子数１～４のアルコキシ基からなる群より選ばれる１又は複数の置換基を有してもよく、前記炭化水素環構造を構成しＡと結合する炭素原子と前記炭化水素環構造を構成しＣＯＯＭと結合する炭素原子とが互いにビシナル位にあり、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表す、温度応答性ポリマー。
［態様２］
前記極性結合がアミド結合及びエステル結合からなる群より選ばれる、態様１に記載の温度応答性ポリマー。
［態様３］
前記温度応答性ポリマーが、側鎖にアミド結合及びカルボキシレート基を有する温度応答性ポリマーであって、式（２）
式（２）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表し、Ａはアミド結合を表し、六角形で囲まれたＣｙはそれぞれ独立してベンゼン環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、及びシクロヘキサジエン環からなる群より選ばれる六員環構造を表し、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、又は炭素原子数１～４のアルコキシ基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、２つの基が脂肪族環、芳香族環又は橋掛け構造を形成してもよい、態様１に記載の温度応答性ポリマー。
［態様４］
式（２）で表される構造単位が、式（３ａ）
［態様５］
式（２）で表される構造単位が、式（４ａ）
［態様６］
Ｒ１が水素原子であり、Ｒ２がメタンジイル基である、態様１～５のいずれかに記載の温度応答性ポリマー。
［態様７］
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７が水素原子である、態様３～６のいずれかに記載の温度応答性ポリマー。
［態様８］
態様１～７のいずれかに記載の温度応答性ポリマーと、多価カチオンとを含む水系温度応答性組成物。
［態様９］
前記多価カチオンが、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、及びストロンチウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、態様８に記載の水系温度応答性組成物。
［態様１０］
ｐＨが４～９である、態様８又は９に記載の水系温度応答性組成物。
［態様１１］
前記多価カチオンの濃度が０．１～２００ｍＭである、態様８～１０のいずれかに記載の水系温度応答性組成物。
［態様１２］
下限臨界溶液温度が２５℃～８０℃である、態様８～１１のいずれかに記載の水系温度応答性組成物。
本発明によれば、温度応答性ポリマーの側鎖の構造、エフェクターとして使用される多価カチオンの種類及び濃度、並びに水系温度応答性組成物のｐＨのうち１又は複数の要因を変化させることにより、温度応答性ポリマーの温度応答性を調節することができる。そのため、様々な用途に応じて温度応答性ポリマーを含む水系温度応答性組成物を設計することができる。
上述の記載は、本発明の全ての実施態様及び本発明に関する全ての利点を開示したものとみなしてはならない。
以下、本発明の代表的な実施態様を例示する目的でより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施態様に限定されない。
［温度応答性ポリマー］
一実施態様の温度応答性ポリマーは、側鎖に極性結合及びカルボキシレート基を有しており、式（１）
で表される構造単位を含む。
一実施態様の温度応答性ポリマーは、側鎖に極性結合及びカルボキシレート基を有しており、式（１）
式（１）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表し、Ａはそれぞれ独立してアミド結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合及びウレア結合からなる群より選ばれる極性結合を表し、円で囲まれたＣｙはそれぞれ独立して炭素原子数４～３０の炭化水素環構造を表し、炭化水素環構造は、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、及び炭素原子数１～４のアルコキシ基からなる群より選ばれる１又は複数の置換基を有してもよく、炭化水素環構造を構成しＡと結合する炭素原子と炭化水素環構造を構成しＣＯＯＭと結合する炭素原子とが互いにビシナル位にあり、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表す。
いかなる理論に拘束される訳ではないが、本開示の温度応答性ポリマーが、多価カチオンの共存下、水中で温度応答性を示す機構は、以下のようなものと考えられる。ポリマー主鎖にペンダントした六員環構造などの炭化水素環構造は、下限臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）よりも高い温度で温度応答性ポリマーが疎水性を呈することを担保する。側鎖のアミド基、エステル基などの極性結合を構成する基は、系中の水分子と水和する部位であり、ＬＣＳＴより低い温度では温度応答性ポリマーを水中に溶解させる。側鎖のカルボキシレート基は、共存する多価カチオンと相互作用して、温度応答性ポリマーのコンフォメーションを温度に応じて変化させる。カルボキシレート基のｐＫａは、カルボキシレート基が結合する六員環構造などの炭化水素環構造、例えばベンゼン環又は脂肪族環（シクロヘキサン環、シクロヘキセン環及びシクロヘキサジエン環）によって異なる。例えば、ベンゼン環よりも脂肪族環の方がより疎水性が高い。このようなカルボキシレート基のｐＫａ及び六員環構造などの炭化水素環構造の疎水性の違いにより、温度応答性ポリマーのＬＣＳＴが変化する。一般に、カルボキシレート基が脂肪族環に結合した温度応答性ポリマーは、カルボキシレート基がベンゼン環に結合した温度応答性ポリマーよりも低いＬＣＳＴを示す傾向がある。極性結合を構成するアミド基、エステル基などの基は、六員環構造などの炭化水素環構造の炭素原子と結合しており、カルボキシレート基は、アミド基、エステル基などの基が結合する炭素原子のビシナル位にある炭素原子に結合していることから、ポリマー主鎖及びアミド基、エステル基などの基に対するカルボキシレート基の配向は制限されている。具体的には、カルボキシレート基はポリマー主鎖から離れて配向しにくい状態にある。そのため、本開示の温度応答性ポリマーにおいては、ポリマー分子の分子間相互作用よりも、ポリマー分子内部のコンフォメーション変化が、温度応答性の発現に主に寄与しているものと考えられる。
式（１）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表す。１価カチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、及びアンモニウムイオンが挙げられる。Ｍは水素原子又はナトリウムイオンであることが好ましい。
式（１）において、Ａはそれぞれ独立してアミド結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合及びウレア結合からなる群より選ばれる極性結合を表す。カルボキシレート基の配向を効果的に制限することから、Ａはアミド結合及びエステル結合からなる群より選ばれることが好ましく、加水分解耐性がより高いことからアミド結合であることがより好ましい。
式（１）において、円で囲まれたＣｙはそれぞれ独立して炭素原子数４～３０の炭化水素環構造を表す。炭化水素環構造を構成しＡと結合する炭素原子と炭化水素環構造を構成しＣＯＯＭと結合する炭素原子とが互いにビシナル位にある。炭化水素環構造は飽和若しくは不飽和の脂肪族環又は芳香族環であってよい。炭化水素環構造は単環、縮合環、スピロ環又は橋掛け環であってよい。
一実施態様では、円で囲まれたＣｙはそれぞれ独立して六員環構造を有する。極性結合Ａが結合する六員環構造の炭素原子と、ＣＯＯＭ（カルボキシレート基）が結合する六員環構造の炭素原子との間に二重結合が存在することが好ましい。この実施態様では、ポリマー主鎖及び極性結合Ａに対するカルボキシレート基の配向をより制限して、精密な温度応答性を得ることができると考えられる。六員環構造はベンゼン環又はシクロヘキセン環であることがより好ましい。
炭化水素環構造は、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、及び炭素原子数１～４のアルコキシ基からなる群より選ばれる１又は複数の置換基を有してもよい。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素が挙げられる。炭素原子数１～４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、及びｔ－ブチル基が挙げられる。炭素原子数１～４のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ－プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ－ブトキシ基、及びｔ－ブトキシ基が挙げられる。上記置換基はメチル基、エチル基、メトキシ基、又はエトキシ基であることが好ましい。一実施態様では、炭化水素環構造は置換基を有さない。
式（１）において、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表す。炭素原子数１～４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、及びｔ－ブチル基が挙げられる。Ｒ１は水素原子、メチル基、又はエチル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
式（１）において、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表す。炭素原子数１～３のアルカンジイル基としては、例えば、メタンジイル基（－ＣＨ２－）、エタン－１，２－ジイル基（－ＣＨ２ＣＨ２－）、エタン－１，１－ジイル基（－ＣＨ（ＣＨ３）－）、プロパン－１，３－ジイル基（－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－）、プロパン－１，２－ジイル基（－ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）－）、及びプロパン－２，２－ジイル基（－Ｃ（ＣＨ３）２－）が挙げられる。Ｒ２は単結合又はメタンジイル基であることが好ましく、メタンジイル基であることがより好ましい。
温度応答性ポリマーは、側鎖にアミド結合及びカルボキシレート基を有しており、式（２）
で表される構造単位を含むことが好ましい。
式（２）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表し、Ａはアミド結合を表し、六角形で囲まれたＣｙはそれぞれ独立してベンゼン環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、及びシクロヘキサジエン環からなる群より選ばれる六員環構造を表し、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、又は炭素原子数１～４のアルコキシ基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、２つの基が脂肪族環、芳香族環又は橋掛け構造を形成してもよい。
式（２）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表す。１価カチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、及びアンモニウムイオンが挙げられる。Ｍは水素原子又はナトリウムイオンであることが好ましい。
式（２）において、六角形で囲まれたＣｙはそれぞれ独立してベンゼン環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、及びシクロヘキサジエン環からなる群より選ばれる六員環構造を表す。シクロヘキセン環及びシクロヘキサジエン環の二重結合の位置は特に制限されない。一実施態様では、アミド基が結合する六員環構造の炭素原子と、カルボキシレート基が結合する六員環構造の炭素原子との間に二重結合が存在する。この実施態様では、ポリマー主鎖及びアミド基に対するカルボキシレート基の配向をより制限して、精密な温度応答性を得ることができると考えられる。六角形で囲まれたＣｙはベンゼン環又はシクロヘキセン環であることが好ましい。
式（２）において、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表す。炭素原子数１～４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、及びｔ－ブチル基が挙げられる。Ｒ１は水素原子、メチル基、又はエチル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
式（２）において、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表す。炭素原子数１～３のアルカンジイル基としては、例えば、メタンジイル基（－ＣＨ２－）、エタン－１，２－ジイル基（－ＣＨ２ＣＨ２－）、エタン－１，１－ジイル基（－ＣＨ（ＣＨ３）－）、プロパン－１，３－ジイル基（－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－）、プロパン－１，２－ジイル基（－ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）－）、及びプロパン－２，２－ジイル基（－Ｃ（ＣＨ３）２－）が挙げられる。Ｒ２は単結合又はメタンジイル基であることが好ましく、メタンジイル基であることがより好ましい。
式（２）において、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、又は炭素原子数１～４のアルコキシ基を表す。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素が挙げられる。炭素原子数１～４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、及びｔ－ブチル基が挙げられる。炭素原子数１～４のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ－プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ－ブトキシ基、及びｔ－ブトキシ基が挙げられる。Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、又はエトキシ基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
式（２）において、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、２つの基が脂肪族環、芳香族環又は橋掛け構造を形成してもよい。一実施態様では、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、隣接する２つの基が脂肪族環又は芳香族環を形成する。例えば、Ｃｙがベンゼン環であり、Ｒ４とＲ５が芳香族環としてベンゼン環を形成した場合、アミド基及びカルボキシレート基が結合したベンゼン環と一緒に以下の式（３ｃ）に示すナフタレン環を形成する。例えば、Ｃｙがシクロヘキセン環であり、Ｒ４とＲ５が脂肪族環としてシクロヘキサン環を形成した場合、アミド基及びカルボキシレート基が結合したシクロヘキセン環と一緒に以下の式（４ｃ）に示すオクタヒドロナフタレン環を形成する。別の実施態様では、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、２つの基が橋掛け構造を形成する。例えば、Ｃｙがシクロヘキサン環であり、Ｒ３とＲ６がメタンジイル基（－ＣＨ２－）による橋掛け構造を形成した場合、ノルボルナン環（ビシクロ［２．２．１］ヘプタン環）を形成する。Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、２つの基が形成する脂肪族環、芳香族環又は橋掛け構造は、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、及び炭素原子数１～４のアルコキシ基からなる群より選ばれる１又は複数の置換基を有してもよい。複数の置換基は同じであってもよく、異なっていてもよい。例示的及び好適な置換基は、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６で説明したものと同様である。Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、２つの基が形成する脂肪族環、芳香族環又は橋掛け構造と、式（２）のＣｙで表される六員環構造とで形成される環構造の炭素原子数の合計は８～１８であることが好ましい。
式（２）におけるＡはアミド結合であり、具体的には式：－ＮＲＣＯ－（Ｒは水素原子又は１価基）で表される基である。一実施態様では、アミド結合のカルボニル炭素がポリマー主鎖側のＲ２に結合するか、六員環構造の炭素原子に結合するかによって、式（２）は、以下に示す式（２ａ）及び式（２ｂ）の２種類の構造を含む。
式（２ａ）及び（２ｂ）において、Ｍ、六角形で囲まれたＣｙ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は式（２）と同じである。
式（２ａ）及び式（２ｂ）において、Ｒ７はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表す。炭素原子数１～４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、及びｔ－ブチル基が挙げられる。Ｒ７は水素原子、メチル基、又はエチル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
式（２ａ）で表される構造単位では、アミド結合のカルボニル炭素が六員環構造の炭素原子に結合している。一方、式（２ｂ）で表される構造単位では、アミド結合の窒素原子が六員環構造の炭素原子に結合している。このようなアミド結合の結合様式の違いは、温度応答性ポリマーの下限臨界溶液温度を変化させる。一般に、式（２ａ）で表される構造単位を含む温度応答性ポリマーは、アミド結合の結合様式以外は同等の構造を有する式（２ｂ）で表される構造単位を含む温度応答性ポリマーよりも高い下限臨界溶液温度を示すことが多い。このように、アミド結合の様式を選択することによっても、温度応答性ポリマーの温度応答性を変化させることができる。
一実施態様では、式（２）で表される構造単位は、式（３ａ）で表される構造単位を含む、又は式（３ａ）で表される構造単位からなる。式（３ａ）において、Ｍ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は式（２ａ）と同じである。
別の実施態様では、式（２）で表される構造単位は、式（４ａ）で表される構造単位を含む、又は式（４ａ）で表される構造単位からなる。式（４ａ）において、Ｍ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は式（２ａ）と同じである。
温度応答性ポリマーは、単重合体であってもよく、共重合体であってもよい。温度応答性ポリマーに含まれる式（１）又は式（２）で表される構造単位は、全構造単位を基準としたモル比率で表したときに、好ましくは５モル％以上、より好ましくは２０モル％以上、更に好ましくは５０モル％以上である。温度応答性ポリマーが上記構造単位を合計で５モル％以上含むことにより、温度応答性ポリマーに温度応答性を付与することができる。温度応答性ポリマーに含まれる式（１）又は式（２）で表される構造単位は、全構造単位を基準としたモル比率で表したときに１００モル％以下、９０モル％以下、又は８０モル％以下とすることができる。
温度応答性ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは５，０００～１，０００，０００、より好ましくは７，５００～５００，０００、更に好ましくは１０，０００～１００，０００である。本開示において「重量平均分子量」とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法による標準ポリスチレンで換算した分子量を意味する。
［温度応答性ポリマーの製造方法］
温度応答性ポリマーは、下記反応式に模式的に示すように、温度応答性ポリマーと同じポリマー主鎖を有し、水酸基、アミノ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、イソシアナト基などの官能基Ａ１を有する前駆体ポリマーに、側鎖に対応する化合物、例えば酸無水物、酸ハロゲン化物、アミン、水酸基含有化合物、イソシアナト基含有化合物などの官能基Ａ２を有するペンダント試薬を反応させることにより得ることができる。必要に応じて、官能基Ａ１及び官能基Ａ２の両方と反応する部位を有する化合物Ａ３を用いてもよい。ペンダント試薬は、Ａ２とＣＯＯＭとが分子内縮合した酸無水物であってもよい。上記反応を進行させるために、触媒又は脱水縮合剤を用いてもよい。下記反応式において、ｎは前駆体ポリマーの重合度であり、好ましくは２０～５，０００、より好ましくは３０～２，５００、更に好ましくは４０～５００である。式（１Ａ）は温度応答性ポリマーを表す。
温度応答性ポリマーは、下記反応式に模式的に示すように、温度応答性ポリマーと同じポリマー主鎖を有し、水酸基、アミノ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、イソシアナト基などの官能基Ａ１を有する前駆体ポリマーに、側鎖に対応する化合物、例えば酸無水物、酸ハロゲン化物、アミン、水酸基含有化合物、イソシアナト基含有化合物などの官能基Ａ２を有するペンダント試薬を反応させることにより得ることができる。必要に応じて、官能基Ａ１及び官能基Ａ２の両方と反応する部位を有する化合物Ａ３を用いてもよい。ペンダント試薬は、Ａ２とＣＯＯＭとが分子内縮合した酸無水物であってもよい。上記反応を進行させるために、触媒又は脱水縮合剤を用いてもよい。下記反応式において、ｎは前駆体ポリマーの重合度であり、好ましくは２０～５，０００、より好ましくは３０～２，５００、更に好ましくは４０～５００である。式（１Ａ）は温度応答性ポリマーを表す。
例えば、式（１）において、Ａがアミド結合である温度応答性ポリマーは、アミノ基を有する前駆体ポリマーと酸無水物又は酸ハロゲン化物とを反応させる、あるいはカルボキシ基又はアルコキシカルボニル基を有する前駆体ポリマーとアミンとを反応させることにより得ることができる。式（１）において、Ａがエステル結合である温度応答性ポリマーは、水酸基を有する前駆体ポリマーと酸無水物又は酸ハロゲン化物とを反応させる、あるいはカルボキシ基又はアルコキシカルボニル基を有する前駆体ポリマーと水酸基含有化合物とを反応させることにより得ることができる。式（１）において、Ａがカーボネート結合である温度応答性ポリマーは、水酸基を有する前駆体ポリマーと、水酸基含有化合物と、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネートなどのカーボネート化合物とを反応させることにより得ることができる。式（１）において、Ａがウレタン結合である温度応答性ポリマーは、水酸基を有する前駆体ポリマーとイソシアナト基含有化合物とを反応させる、あるいはイソシアナト基を有する前駆体ポリマーと水酸基含有化合物とを反応させることにより得ることができる。式（１）において、Ａがウレア結合である温度応答性ポリマーは、アミノ基を有する前駆体ポリマーとイソシアナト基含有化合物とを反応させる、あるいはイソシアナト基を有する前駆体ポリマーとアミンとを反応させることにより得ることができる。
温度応答性ポリマーは、下記反応式に模式的に示すように、温度応答性ポリマーの構成単位に対応する重合性モノマーをラジカル重合させることにより得ることもできる。ラジカル重合を開始するために、ラジカル重合開始剤を用いてもよい。ＣＯＯＭは、ラジカル重合前に保護剤を用いて一旦保護され、ラジカル重合完了後に脱保護されて再生されてもよい。下記反応式において、ｎは前駆体ポリマーの重合度であり、好ましくは２０～５，０００、より好ましくは３０～２，５００、更に好ましくは４０～５００である。式（１Ａ）は温度応答性ポリマーを表す。
以下、式（２）で表される構造単位を含む温度応答性ポリマーの製造方法を、例示目的で詳細に説明する。有機合成及び高分子合成の当業者であれば、下記説明を参考にして、式（２）で表される構造単位以外を含む温度応答性ポリマーを適宜製造することができる。
例えば、式（５）で表されるアミノ基を有する前駆体ポリマー、例えばポリビニルアミン又はポリアリルアミンに、式（６ａ）で表されるフタル酸無水物化合物、又は式（７ａ）で表される３，４，５，６－テトラヒドロフタル酸無水物化合物を反応させることにより、式（３Ａ）又は式（４Ａ）で表される温度応答性ポリマーを得ることができる。式（５）において、Ｒ１及びＲ２は式（２）について説明したとおりであり、Ｒ７は式（２ａ）について説明したとおりである。ｎは前駆体ポリマーの重合度であり、好ましくは２０～５，０００、より好ましくは３０～２，５００、更に好ましくは４０～５００である。式（６ａ）及び式（７ａ）におけるＲ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は式（２）について説明したとおりである。
アミノ基を有する前駆体ポリマーは、遊離アミノ基を有する形態であってもよく、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、リン酸塩、酢酸塩などの塩の形態であってもよい。
アミノ基を有する前駆体ポリマーは、ポリビニルアミン及びポリアリルアミンからなる群より選ばれることが好ましく、ポリアリルアミンであることがより好ましい。
ポリビニルアミン及びその塩の製造方法は公知である。例えば、特開２０１２－０７７０９９号公報に記載されているように、重合開始剤としてアゾ系開始剤などを用いてＮ－ビニルホルムアミドを重合させ、得られたポリビニルホルムアミドを加水分解することによってポリビニルアミンを得ることができる。
ポリアリルアミン及びその塩の製造方法は公知である。例えば、特開昭和５８－２０１８１１号公報及び特開昭６０－１０４１０７号公報に記載されているように、モノアリルアミンの無機酸塩を、極性溶媒中で、分子中にアゾ基とカチオン性の窒素原子を持つ基とを含むラジカル開始剤、又は特定のアゾ系開始剤の存在下で重合させることによってポリアリルアミンの無機酸塩を得ることができる。得られたポリアリルアミンの無機酸塩を透析することによりポリアリルアミンを得てもよい。
市販のポリビニルアミン及びポリアリルアミンを使用することもできる。例えば、ポリビニルアミンとして、ＰＶＡＭ（三菱ケミカル株式会社製）が挙げられる。ポリアリルアミン及びその塩として、ＰＡＡ（登録商標）シリーズ（ニットーボーメディカル株式会社製）が挙げられる。
前駆体ポリマーと酸無水物化合物の反応は、前駆体ポリマーを炭酸緩衝液などの緩衝液に溶解させ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ化合物を用いて緩衝液のｐＨを９～１０に調整しながら１０℃～５０℃で酸無水物化合物を添加することにより行うことができる。反応時間は、酸無水物化合物の反応性及び使用量に応じて適宜決定することができ、例えば、１０分～４８時間とすることができる。その後、必要に応じて塩化ナトリウムなどを用いて塩交換を行い、透析、凍結乾燥などの後処理を経て、温度応答性ポリマーを得ることができる。
あるいは、例えば、式（６ｂ）又は式（７ｂ）で表されるエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー組成物をラジカル重合させることにより、式（３Ｂ）又は式（４Ｂ）で表される温度応答性ポリマーを得ることができる。式（６ｂ）及び式（７ｂ）におけるＭ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は式（２）について説明したとおりであり、Ｒ７は式（２ｂ）について説明したとおりである。ｎは温度応答性ポリマーの重合度であり、好ましくは２０～５，０００、より好ましくは３０～２，５００、更に好ましくは４０～５００である。
式（６ｂ）で表されるエチレン性不飽和モノマーは、例えば、メタクリル酸（Ｒ１がメチル基、Ｒ２が単結合の場合）又はアクリル酸（Ｒ１が水素原子、Ｒ２が単結合の場合）のカルボキシ基と、式（６ｂ）に示す構造に対応するアントラニル酸エステル化合物、例えばアントラニル酸メチルエステルのアミノ基との間でアミド結合を形成し、アントラニル酸部位のエステルの加水分解を行うことにより得ることができる。代わりに、式（６ｂ）で表されるエチレン性不飽和モノマーは、例えば、メタクリル酸又はアクリル酸のカルボキシ基を、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）、１－ヒドロキシ－７－アザベンゾトリアゾール（ＨＯＡｔ）、エチル（ヒドロキシイミノ）シアノアセテートなどのアルコールと、水溶性カルボジイミドなどの脱水試薬とを用いて活性エステル化した後、式（６ｂ）に示す構造に対応するアントラニル酸化合物のアミノ基との縮合反応を行うことにより得ることもできる。式（７ｂ）で表されるエチレン性不飽和モノマーも同様に、式（６ｂ）に示す構造に対応するアントラニル酸エステル化合物又はアントラニル酸化合物の代わりに、式（７ｂ）に示す構造に対応する２－アミノ－１－シクロヘキセン－１－カルボン酸エステル化合物又は２－アミノ－１－シクロヘキセン－１－カルボン酸化合物を用いることにより得ることができる。
モノマー組成物は、式（２）で表される構造単位に対応するエチレン性不飽和モノマー以外のモノマーを更に含んでもよい。そのようなモノマーとしては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、塩化ビニル、Ｎ－ビニルピロリドン等のビニル化合物；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート化合物；及び（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－イソプロピル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド化合物が挙げられる。本開示において「（メタ）アクリル」とはアクリル又はメタクリルを意味し、「（メタ）アクリレート」とはアクリレート又はメタクリレートを意味する。これらのモノマーの共重合比は、温度応答性ポリマーの温度応答性を損なわない範囲で適宜決定することができる。
ラジカル重合は、有機溶媒中で公知のラジカル重合開始剤を用いて行うことができる。ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、クメンパーオキサイド、ジ－ｔ－ブチルパーオキシド等の有機過酸化物；２，２’－アゾビスイソブチロニトリル、２，２’－アゾビス（２，４－ジメチルバレロニトリル）、２，２’－アゾビス（４－メトキシ－２，４－ジメチルバレロニトリル）等のアゾ化合物；及びレドックス開始剤が挙げられる。ラジカル重合開始剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ラジカル重合開始剤の使用量は、モノマー組成物中の全モノマーに対して０．１～２０ｍｏｌ％であることが好ましく、０．５～１０ｍｏｌ％であることがより好ましい。
有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等のケトン；エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等のアルコール；エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル；酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、２－エトキシエチルアセテート等のエステル；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド；及びジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミドが挙げられる。有機溶媒は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
重合温度は、２０～１００℃であることが好ましく、３０～８０℃であることがより好ましい。重合時間は、所望する分子量に応じて適宜決定することができ、例えば、１０分～１２０時間とすることができる。
［水系温度応答性組成物］
一実施態様の水系温度応答性組成物は、上記の温度応答性ポリマーと、多価カチオンとを含む。水系温度応答性組成物は、一般に、温度応答性について可逆性を有する。
一実施態様の水系温度応答性組成物は、上記の温度応答性ポリマーと、多価カチオンとを含む。水系温度応答性組成物は、一般に、温度応答性について可逆性を有する。
水系温度応答性組成物は溶媒として水を含む。水系温度応答性組成物は、溶媒として有機溶媒を更に含んでもよい。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール等のアルコール、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド、及びジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミドが挙げられる。溶媒が有機溶媒を含む実施態様において、有機溶媒の含有量は、溶媒の合計を１００質量％としたときに、好ましくは０．１質量％～５０質量％、より好ましくは０．２質量％～３０質量％、更に好ましくは０．５質量％～２０質量％である。
多価カチオンは、温度応答性ポリマーの側鎖の２つ以上のカルボキシレート基、特にポリマー分子内の２つ以上のカルボキシレート基と相互作用することにより、温度応答性ポリマーのコンフォメーションを決定し、温度応答性ポリマーのコンフォメーションは温度により変化すると考えられる。多価カチオンはそれぞれ固有の水和Ｇｉｂｂｓエネルギーを有しているため、多価カチオンの種類を変えると温度応答性ポリマーの水和状態が変化する。そのため、多価カチオンを使い分けることで、温度応答性ポリマーのＬＣＳＴを調節することができる。多価カチオンは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。２種以上の多価カチオンを併用し、それらの比を適宜決定することにより、温度応答性ポリマーのＬＣＳＴをより精密に調節することもできる。
多価カチオンとしては、例えば、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン等の２価カチオンが挙げられるが、これらに限定されない。多価カチオンは、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、及びストロンチウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことがより好ましい。生体材料に使用する場合は、多価カチオンはカルシウムイオンであることが有利である。
多価カチオンの濃度を変化させることにより、温度応答性ポリマーのＬＣＳＴを調節することもできる。一実施態様では、多価カチオンの濃度がある値（飽和濃度）以上になると、温度応答性ポリマーのＬＣＳＴは殆ど変化しなくなる。多価カチオンの濃度は、使用する温度応答性ポリマー及び多価カチオンの種類、並びに所望するＬＣＳＴに応じて、適宜決定することができる。多価カチオンの濃度は、例えば、０．０１ｍＭ～１０００ｍＭ、０．１ｍＭ～５００ｍＭ、又は０．５ｍＭ～２５０ｍＭとすることができるが、これらに限定されない。
温度応答性ポリマーの濃度は、温度応答性ポリマーのＬＣＳＴに殆ど影響しない。このことは、温度応答性ポリマーの分子間相互作用よりも分子鎖のコンフォメーション変化が温度応答性に支配的であることを示唆している。温度応答性ポリマーの濃度は、例えば、０．１ｍｇ／ｍＬ～２０ｍｇ／ｍＬ、０．２ｍｇ／ｍＬ～１０ｍｇ／ｍＬ、又は０．４ｍｇ／ｍＬ～５ｍｇ／ｍＬとすることができるが、これらに限定されない。
水系温度応答性組成物のｐＨを変化させることにより、温度応答性ポリマーのＬＣＳＴを調節することもできる。いかなる理論に拘束される訳ではないが、より高いｐＨ領域、例えばｐＨ６以上では、温度応答性ポリマーのカルボキシレート基と多価カチオンとの相互作用が温度応答性ポリマーのコンフォメーションに影響する。より低いｐＨ領域、例えばｐＨ５以下では、温度応答性ポリマーのカルボキシレート基がプロトン化されてカルボキシ基となり、カルボキシレート基と多価カチオンとの相互作用よりも、カルボキシ基同士の水素結合が温度応答性に影響する。カルボキシレート基と多価カチオンとの相互作用よりも、カルボキシ基同士の水素結合の方が一般に結合としては弱いため、ｐＨが低くなると徐々にＬＣＳＴが低下し、ある値よりもｐＨが低くなると急激にＬＣＳＴが低下すると考えられる。水系温度応答性組成物のｐＨは、好ましくは４～９、より好ましくは４．５～８、更に好ましくは５～７．５である。
水系温度応答性組成物は、温度応答性ポリマーのＬＣＳＴを損なわない範囲で１価カチオンを含んでもよい。１価カチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、及びアンモニウムイオンが挙げられる。１価カチオンの濃度は、好ましくは１０００ｍＭ以下、より好ましくは５００ｍＭ以下、更に好ましくは１５０ｍＭ以下である。
上記のとおり、水系温度応答性組成物のＬＣＳＴは、温度応答性ポリマーの側鎖の構造、多価カチオンの種類及び濃度、並びに水系温度応答性組成物のｐＨのうち１又は複数により調節することができる。一実施態様では、水系温度応答性組成物のＬＣＳＴは２５℃～８０℃である。生体材料に使用する場合は、水系温度応答性組成物のＬＣＳＴは、好ましくは３０℃～４２℃、より好ましくは３５℃～４０℃である。本開示において、ＬＣＳＴは、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で水系温度応答性組成物の透過率を測定してグラフを作成し、縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフから、透過率が９０％となる温度として定義される。
［水系温度応答性組成物の製造方法］
水系温度応答性組成物は、温度応答性ポリマー及び多価カチオン源を、水及び必要に応じて有機溶媒を含む溶媒中に溶解させることにより調製することができる。
水系温度応答性組成物は、温度応答性ポリマー及び多価カチオン源を、水及び必要に応じて有機溶媒を含む溶媒中に溶解させることにより調製することができる。
多価カチオン源としては、例えば、多価カチオンの元素を含む塩が挙げられる。そのような塩としては、例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化ストロンチウム等の塩化物、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ストロンチウム等の硫酸塩、及びリン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸ストロンチウム等のリン酸塩が挙げられる。
［温度応答性ポリマー及び水系温度応答性組成物の用途］
本開示の温度応答性ポリマー及び水系温度応答性組成物は、機能性細胞シート、薬物輸送キャリア、メカノケミカル材料、温度センサー、分離膜、保水剤などの水系で使用される機能性材料に好適に使用することができる。
本開示の温度応答性ポリマー及び水系温度応答性組成物は、機能性細胞シート、薬物輸送キャリア、メカノケミカル材料、温度センサー、分離膜、保水剤などの水系で使用される機能性材料に好適に使用することができる。
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
〈ポリマーの合成〉
合成例１：ＰＡＡ－Ｐｈｔの合成
ポリアリルアミン塩酸塩（ＰＡＡ－ＨＣｌ、ポリアリルアミンの重量平均分子量Ｍｗ１５，０００、ニットーボーメディカル株式会社製）を炭酸緩衝液に濃度２．５ｍｇ／ｍＬとなるように溶解させ、水酸化ナトリウム水溶液を用いて溶液のｐＨを９．５に調整した。ポリアリルアミンの側鎖アミノ基に対して３当量の無水フタル酸を１時間ごとに１当量ずつ分けて添加した。無水フタル酸を添加するごとに溶液のｐＨを９．５に調整した。２４時間撹拌後、ポリアリルアミンの側鎖アミノ基に対して１００モル当量となる塩化ナトリウムを加えて一晩撹拌した。分画分子量２０００の透析膜を用い、水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨ９．５に調整した蒸留水に対して溶液を透析し、得られた透析液を凍結乾燥することにより白色固体を得た。１Ｈ－ＮＭＲによりＰＡＡ－Ｐｈｔの合成を確認した。ＰＡＡ－Ｐｈｔの１Ｈ－ＮＭＲチャートを図１に示す。
１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ＋ＮａＯＤ、４００ＭＨｚ）：δ０．８－２．２（３Ｈ），３．０－３．７（２Ｈ），６．８－７．７（４Ｈ）
合成例１：ＰＡＡ－Ｐｈｔの合成
ポリアリルアミン塩酸塩（ＰＡＡ－ＨＣｌ、ポリアリルアミンの重量平均分子量Ｍｗ１５，０００、ニットーボーメディカル株式会社製）を炭酸緩衝液に濃度２．５ｍｇ／ｍＬとなるように溶解させ、水酸化ナトリウム水溶液を用いて溶液のｐＨを９．５に調整した。ポリアリルアミンの側鎖アミノ基に対して３当量の無水フタル酸を１時間ごとに１当量ずつ分けて添加した。無水フタル酸を添加するごとに溶液のｐＨを９．５に調整した。２４時間撹拌後、ポリアリルアミンの側鎖アミノ基に対して１００モル当量となる塩化ナトリウムを加えて一晩撹拌した。分画分子量２０００の透析膜を用い、水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨ９．５に調整した蒸留水に対して溶液を透析し、得られた透析液を凍結乾燥することにより白色固体を得た。１Ｈ－ＮＭＲによりＰＡＡ－Ｐｈｔの合成を確認した。ＰＡＡ－Ｐｈｔの１Ｈ－ＮＭＲチャートを図１に示す。
１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ＋ＮａＯＤ、４００ＭＨｚ）：δ０．８－２．２（３Ｈ），３．０－３．７（２Ｈ），６．８－７．７（４Ｈ）
ＰＡＡ－Ｐｈｔは以下の構造単位を有する。式中、ＭはＮａである。
合成例２：ＰＡＡ－ＣＨｅｘの合成
合成例１で使用したＰＡＡ－ＨＣｌを炭酸緩衝液に濃度２．５ｍｇ／ｍＬとなるように溶解させ、水酸化ナトリウム水溶液を用いて溶液のｐＨを９．５に調整した。ポリアリルアミンの側鎖アミノ基に対して３当量の１－シクロヘキセン１，２－ジカルボン酸無水物を１時間ごとに１当量ずつ分けて添加した。１－シクロヘキセン１，２－ジカルボン酸無水物を加えるごとに溶液のｐＨを９．５に調整した。２４時間撹拌後、ポリアリルアミンの側鎖アミノ基に対して１００モル当量となる塩化ナトリウムを加えて一晩撹拌した。分画分子量２０００の透析膜を用い、水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨ９．５に調整した蒸留水に対して溶液を透析し、得られた透析液を凍結乾燥することにより白色固体を得た。１Ｈ－ＮＭＲによりＰＡＡ－ＣＨｅｘの合成を確認した。ＰＡＡ－ＣＨｅｘの１Ｈ－ＮＭＲチャートを図２に示す。
１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ＋ＮａＯＤ、４００ＭＨｚ）：δ０．８－２．０（７Ｈ），２．１－２．５（４Ｈ），２．９－３．６（２Ｈ）
合成例１で使用したＰＡＡ－ＨＣｌを炭酸緩衝液に濃度２．５ｍｇ／ｍＬとなるように溶解させ、水酸化ナトリウム水溶液を用いて溶液のｐＨを９．５に調整した。ポリアリルアミンの側鎖アミノ基に対して３当量の１－シクロヘキセン１，２－ジカルボン酸無水物を１時間ごとに１当量ずつ分けて添加した。１－シクロヘキセン１，２－ジカルボン酸無水物を加えるごとに溶液のｐＨを９．５に調整した。２４時間撹拌後、ポリアリルアミンの側鎖アミノ基に対して１００モル当量となる塩化ナトリウムを加えて一晩撹拌した。分画分子量２０００の透析膜を用い、水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨ９．５に調整した蒸留水に対して溶液を透析し、得られた透析液を凍結乾燥することにより白色固体を得た。１Ｈ－ＮＭＲによりＰＡＡ－ＣＨｅｘの合成を確認した。ＰＡＡ－ＣＨｅｘの１Ｈ－ＮＭＲチャートを図２に示す。
１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ＋ＮａＯＤ、４００ＭＨｚ）：δ０．８－２．０（７Ｈ），２．１－２．５（４Ｈ），２．９－３．６（２Ｈ）
ＰＡＡ－ＣＨｅｘは以下の構造単位を有する。式中、ＭはＮａである。
〈評価方法及び結果〉
得られたＰＡＡ－Ｐｈｔ及びＰＡＡ－ＣＨｅｘの溶液の透過率を測定することにより、以下の項目について評価した。
得られたＰＡＡ－Ｐｈｔ及びＰＡＡ－ＣＨｅｘの溶液の透過率を測定することにより、以下の項目について評価した。
透過率測定は、紫外可視近赤外分光光度計Ｖ－５５０（日本分光株式会社製）を用いて行った。
カチオン源として、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム及び塩化ストロンチウムを用いた。
１．カチオンの有無及び種類が透過率に及ぼす影響
３種類の溶液（超純水、１５０ｍＭ ＮａＣｌ水溶液、１５０ｍＭ ＣａＣｌ２水溶液）にＰＡＡ－Ｐｈｔを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ５．２、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。測定結果を図３に縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフで示す。
３種類の溶液（超純水、１５０ｍＭ ＮａＣｌ水溶液、１５０ｍＭ ＣａＣｌ２水溶液）にＰＡＡ－Ｐｈｔを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ５．２、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。測定結果を図３に縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフで示す。
図３から、多価カチオンを含まない、又は１価のナトリウムイオンを含む水系組成物中では、ＰＡＡ－Ｐｈｔは温度応答性を示さないことが分かる。一方、２価のカルシウムイオンを含む水系組成物中では、ＰＡＡ－Ｐｈｔは３８．６℃近辺から高温で透過率が急激に低下する温度応答性を示す。
２．Ｃａ２＋存在下でのＰＡＡ－Ｐｈｔの温度応答性挙動：可逆性
１５０ｍＭ ＣａＣｌ２水溶液にＰＡＡ－Ｐｈｔを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ５．２、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ）を調製し、撹拌せずに３２℃から４０℃まで昇温した後、再度３２℃まで冷却しながら、測定波長５００ｎｍ、温度勾配０．１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。測定結果を図４に縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフで示す。
１５０ｍＭ ＣａＣｌ２水溶液にＰＡＡ－Ｐｈｔを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ５．２、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ）を調製し、撹拌せずに３２℃から４０℃まで昇温した後、再度３２℃まで冷却しながら、測定波長５００ｎｍ、温度勾配０．１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。測定結果を図４に縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフで示す。
図４から、ＰＡＡ－Ｐｈｔ及びカルシウムイオンを含む水系温度応答性組成物は、可逆的な温度応答性を示すことが分かる。
３．Ｃａ２＋存在下でのＰＡＡ－Ｐｈｔの温度応答性挙動：Ｃａ２＋濃度依存性
濃度を変化させたＣａＣｌ２水溶液（１５０ｍＭ、１２０ｍＭ、９０ｍＭ、６０ｍＭ、３０ｍＭ、１０ｍＭ、５ｍＭ、１ｍＭ、０．１ｍＭ、０．０１ｍＭ、０ｍＭ）にＰＡＡ－Ｐｈｔを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ約５．２、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフから、下限臨界溶液温度（ＬＣＳＴ）（透過率が９０％となる温度）を決定した。図５に縦軸をＬＣＳＴ（℃）、横軸をＣａ２＋濃度（ｍＭ）とするグラフを示す。
濃度を変化させたＣａＣｌ２水溶液（１５０ｍＭ、１２０ｍＭ、９０ｍＭ、６０ｍＭ、３０ｍＭ、１０ｍＭ、５ｍＭ、１ｍＭ、０．１ｍＭ、０．０１ｍＭ、０ｍＭ）にＰＡＡ－Ｐｈｔを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ約５．２、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフから、下限臨界溶液温度（ＬＣＳＴ）（透過率が９０％となる温度）を決定した。図５に縦軸をＬＣＳＴ（℃）、横軸をＣａ２＋濃度（ｍＭ）とするグラフを示す。
図５から、カルシウムイオン濃度が０ｍＭから増加するにつれて急激にＬＣＳＴが低下するが、カルシウムイオン濃度が３０ｍＭを超えた辺りからＬＣＳＴが殆ど変化しないことが分かる。
４．Ｃａ２＋存在下でのＰＡＡ－Ｐｈｔの温度応答性挙動：ポリマー濃度依存性
１５０ｍＭ ＣａＣｌ２水溶液に濃度を変化させてＰＡＡ－Ｐｈｔを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ約５．２、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ、３ｍｇ／ｍＬ、２ｍｇ／ｍＬ、１ｍｇ／ｍＬ、０．５ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフから、ＬＣＳＴ（透過率が９０％となる温度）を決定した。図６に縦軸をＬＣＳＴ（℃）、横軸をポリマー濃度（ｍｇ／ｍＬ）とするグラフを示す。
１５０ｍＭ ＣａＣｌ２水溶液に濃度を変化させてＰＡＡ－Ｐｈｔを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ約５．２、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ、３ｍｇ／ｍＬ、２ｍｇ／ｍＬ、１ｍｇ／ｍＬ、０．５ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフから、ＬＣＳＴ（透過率が９０％となる温度）を決定した。図６に縦軸をＬＣＳＴ（℃）、横軸をポリマー濃度（ｍｇ／ｍＬ）とするグラフを示す。
図６から、ＰＡＡ－Ｐｈｔの濃度を変化させてもＬＣＳＴは殆ど変化しない、すなわち温度応答性にＰＡＡ－Ｐｈｔの濃度依存性がないことが分かる。このことは、ＰＡＡ－Ｐｈｔ及びカルシウムイオンを含む水系温度応答性組成物では、ポリマーの分子間相互作用よりも、ポリマー分子鎖のコンフォメーション変化が温度応答性に支配的であることを示唆している。
５．Ｃａ２＋存在下でのＰＡＡ－Ｐｈｔの温度応答性挙動：ｐＨ依存性
１５０ｍＭ ＣａＣｌ２水溶液にｐＨを変化させてＰＡＡ－Ｐｈｔを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ５．０、ｐＨ５．１、ｐＨ５．２、ｐＨ５．９、ｐＨ６．２、ｐＨ６．８、ｐＨ７．４、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフから、ＬＣＳＴ（透過率が９０％となる温度）を決定した。表１にｐＨとプロトン化度の対応関係、図７に縦軸をＬＣＳＴ（℃）、横軸をプロトン化度とするグラフをそれぞれ示す。
１５０ｍＭ ＣａＣｌ２水溶液にｐＨを変化させてＰＡＡ－Ｐｈｔを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ５．０、ｐＨ５．１、ｐＨ５．２、ｐＨ５．９、ｐＨ６．２、ｐＨ６．８、ｐＨ７．４、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフから、ＬＣＳＴ（透過率が９０％となる温度）を決定した。表１にｐＨとプロトン化度の対応関係、図７に縦軸をＬＣＳＴ（℃）、横軸をプロトン化度とするグラフをそれぞれ示す。
図７から、プロトン化度が０．６を超えた辺りから急激にＬＣＳＴが低下することが分かる。このことは、ＰＡＡ－Ｐｈｔのカルボキシレート基がｐＨ５．２～５．５辺りでプロトン化されてカルボキシ基となり、カルシウムイオンとカルボキシレート基との相互作用よりも、カルボキシ基同士の水素結合が優勢となってポリマー分子鎖のコンフォメーションが変化したことを示唆している。
６．ＰＡＡ－Ｐｈｔの温度応答性挙動：２価カチオンの種類の影響
濃度１５０ｍＭの２価カチオン（Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、又はＳｒ２＋）を含む水溶液にＰＡＡ－Ｐｈｔを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ約５．２、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。測定結果を図８Ａに縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフで示す。図８Ａに示すグラフから、ＬＣＳＴ（透過率が９０％となる温度）を決定した。図８Ｂに、縦軸をＬＣＳＴ（℃）、横軸をＭｇ２＋、Ｃａ２＋、及びＳｒ２＋の水和Ｇｉｂｂｓエネルギー（ΔｈｙｄＧ）の絶対値（ｋＪ／ｍｏｌ）とするグラフを示す。
濃度１５０ｍＭの２価カチオン（Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、又はＳｒ２＋）を含む水溶液にＰＡＡ－Ｐｈｔを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ約５．２、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。測定結果を図８Ａに縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフで示す。図８Ａに示すグラフから、ＬＣＳＴ（透過率が９０％となる温度）を決定した。図８Ｂに、縦軸をＬＣＳＴ（℃）、横軸をＭｇ２＋、Ｃａ２＋、及びＳｒ２＋の水和Ｇｉｂｂｓエネルギー（ΔｈｙｄＧ）の絶対値（ｋＪ／ｍｏｌ）とするグラフを示す。
図８Ａ及び図８Ｂから、使用する２価カチオンの種類がＬＣＳＴに大きく影響することが分かる。マグネシウムイオンは水和Ｇｉｂｂｓエネルギーが大きいことから、水系組成物中でより水和されやすい。このことは、ＰＡＡ－Ｐｈｔは、マグネシウムイオンの存在により、比較的高温であっても水中でより安定な溶解状態を維持できることを示唆している。
７．Ｃａ２＋存在下でのＰＡＡ－ＣＨｅｘの温度応答性挙動：Ｃａ２＋濃度依存性
濃度を変化させたＣａＣｌ２水溶液（１５０ｍＭ、１２０ｍＭ、９０ｍＭ、６０ｍＭ、３０ｍＭ、１０ｍＭ、５ｍＭ、１ｍＭ、０ｍＭ）にＰＡＡ－ＣＨｅｘを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ約６．１、ポリマー濃度２ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフから、ＬＣＳＴ（透過率が９０％となる温度）を決定した。図９に縦軸をＬＣＳＴ（℃）、横軸をＣａ２＋濃度（ｍＭ）とするグラフを示す。
濃度を変化させたＣａＣｌ２水溶液（１５０ｍＭ、１２０ｍＭ、９０ｍＭ、６０ｍＭ、３０ｍＭ、１０ｍＭ、５ｍＭ、１ｍＭ、０ｍＭ）にＰＡＡ－ＣＨｅｘを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ約６．１、ポリマー濃度２ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフから、ＬＣＳＴ（透過率が９０％となる温度）を決定した。図９に縦軸をＬＣＳＴ（℃）、横軸をＣａ２＋濃度（ｍＭ）とするグラフを示す。
図９から、ＰＡＡ－ＣＨｅｘもＰＡＡ－Ｐｈｔと同様に、多価カチオンの存在下、水中で温度応答性を示し、ＬＣＳＴはやや低いことが分かる。また、カルシウムイオン濃度が０ｍＭから増加するにつれて急激にＬＣＳＴが低下するが、カルシウムイオン濃度が６０ｍＭを超えた辺りからＬＣＳＴの変化が小さいことが分かる。
８．Ｃａ２＋存在下でのＰＡＡ－ＣＨｅｘの温度応答性挙動：ポリマー濃度依存性
１５０ｍＭ ＣａＣｌ２水溶液に濃度を変化させてＰＡＡ－ＣＨｅｘを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ約６．１、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ、３ｍｇ／ｍＬ、２ｍｇ／ｍＬ、１ｍｇ／ｍＬ、０．５ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフから、ＬＣＳＴ（透過率が９０％となる温度）を決定した。図１０に縦軸をＬＣＳＴ（℃）、横軸をポリマー濃度（ｍｇ／ｍＬ）とするグラフを示す。
１５０ｍＭ ＣａＣｌ２水溶液に濃度を変化させてＰＡＡ－ＣＨｅｘを溶解させたサンプル溶液（ｐＨ約６．１、ポリマー濃度４ｍｇ／ｍＬ、３ｍｇ／ｍＬ、２ｍｇ／ｍＬ、１ｍｇ／ｍＬ、０．５ｍｇ／ｍＬ）を調製し、測定波長５００ｎｍ、昇温速度１℃／ｍｉｎの条件で透過率変化を測定した。縦軸を透過率（％）、横軸を温度（℃）とするグラフから、ＬＣＳＴ（透過率が９０％となる温度）を決定した。図１０に縦軸をＬＣＳＴ（℃）、横軸をポリマー濃度（ｍｇ／ｍＬ）とするグラフを示す。
図１０から、ＰＡＡ－ＣＨｅｘもＰＡＡ－Ｐｈｔと同様に、温度応答性にＰＡＡ－ＣＨｅｘの濃度依存性がないことが分かる。このことは、ＰＡＡ－ＣＨｅｘ及びカルシウムイオンを含む水系温度応答性組成物では、ポリマーの分子間相互作用よりも、ポリマー分子鎖のコンフォメーション変化が温度応答性に支配的であることを示唆している。
本開示の温度応答性ポリマー及び水系温度応答性組成物は、機能性細胞シート、薬物輸送キャリア、メカノケミカル材料、温度センサー、分離膜、保水剤などの水系で使用される機能性材料に好適に使用することができる。
Claims (12)
- 側鎖に極性結合及びカルボキシレート基を有する温度応答性ポリマーであって、前記温度応答性ポリマーが、式（１）
式（１）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表し、Ａはそれぞれ独立してアミド結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合及びウレア結合からなる群より選ばれる極性結合を表し、円で囲まれたＣｙはそれぞれ独立して炭素原子数４～３０の炭化水素環構造を表し、前記炭化水素環構造は、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、及び炭素原子数１～４のアルコキシ基からなる群より選ばれる１又は複数の置換基を有してもよく、前記炭化水素環構造を構成しＡと結合する炭素原子と前記炭化水素環構造を構成しＣＯＯＭと結合する炭素原子とが互いにビシナル位にあり、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表す、温度応答性ポリマー。 - 前記極性結合がアミド結合及びエステル結合からなる群より選ばれる、請求項１に記載の温度応答性ポリマー。
- 前記温度応答性ポリマーが、側鎖にアミド結合及びカルボキシレート基を有する温度応答性ポリマーであって、式（２）
式（２）において、Ｍはそれぞれ独立して水素原子又は１価カチオンを表し、Ａはアミド結合を表し、六角形で囲まれたＣｙはそれぞれ独立してベンゼン環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、及びシクロヘキサジエン環からなる群より選ばれる六員環構造を表し、Ｒ１はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１～４のアルキル基を表し、Ｒ２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１～３のアルカンジイル基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１～４のアルキル基、又は炭素原子数１～４のアルコキシ基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、２つの基が脂肪族環、芳香族環又は橋掛け構造を形成してもよい、請求項１に記載の温度応答性ポリマー。 - 式（２）で表される構造単位が、式（３ａ）
- 式（２）で表される構造単位が、式（４ａ）
- Ｒ１が水素原子であり、Ｒ２がメタンジイル基である、請求項１～５のいずれか一項に記載の温度応答性ポリマー。
- Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７が水素原子である、請求項３～６のいずれか一項に記載の温度応答性ポリマー。
- 請求項１～７のいずれか一項に記載の温度応答性ポリマーと、多価カチオンとを含む水系温度応答性組成物。
- 前記多価カチオンが、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、及びストロンチウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、請求項８に記載の水系温度応答性組成物。
- ｐＨが４～９である、請求項８又は９に記載の水系温度応答性組成物。
- 前記多価カチオンの濃度が０．１～２００ｍＭである、請求項８～１０のいずれか一項に記載の水系温度応答性組成物。
- 下限臨界溶液温度が２５℃～８０℃である、請求項８～１１のいずれか一項に記載の水系温度応答性組成物。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06279549A (ja) * | 1992-11-23 | 1994-10-04 | Elf Atochem Sa | 硬化可能な粉末状フッ素化共重合体と、その製造方法と、粉末塗装へのその利用 |
| JPH0912817A (ja) * | 1995-06-23 | 1997-01-14 | Elf Atochem Sa | 自己架橋性ワニス及び塗料用結合剤 |
| JPH09157235A (ja) * | 1995-12-13 | 1997-06-17 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 新規ｎ−アリル置換フタル酸ハーフアミド化合物 |
| JPH09202756A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Ｎ−アリル置換メチルテトラヒドロフタル酸ハーフアミド化合物 |
| JPH09202755A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Ｎ−アリル置換メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸ハーフアミド化合物 |
| JP2003262957A (ja) * | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 感光性着色組成物、カラーフィルタ及びその製造方法 |
| JP2003270784A (ja) * | 2002-03-14 | 2003-09-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 着色感光性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法 |
| JP2004163853A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-06-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像記録材料 |
| JP2005208366A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法 |
| JP2012073598A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-04-12 | Fujifilm Corp | 感光性組成物、感光性フィルム、感光性積層体、永久パターン形成方法、及びプリント基板 |
| JP2021175792A (ja) * | 2020-04-28 | 2021-11-04 | 信越化学工業株式会社 | ヨウ素化芳香族カルボン酸型ペンダント基含有ポリマー、レジスト材料及びパターン形成方法 |
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Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06279549A (ja) * | 1992-11-23 | 1994-10-04 | Elf Atochem Sa | 硬化可能な粉末状フッ素化共重合体と、その製造方法と、粉末塗装へのその利用 |
| JPH0912817A (ja) * | 1995-06-23 | 1997-01-14 | Elf Atochem Sa | 自己架橋性ワニス及び塗料用結合剤 |
| JPH09157235A (ja) * | 1995-12-13 | 1997-06-17 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 新規ｎ−アリル置換フタル酸ハーフアミド化合物 |
| JPH09202756A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Ｎ−アリル置換メチルテトラヒドロフタル酸ハーフアミド化合物 |
| JPH09202755A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Ｎ−アリル置換メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸ハーフアミド化合物 |
| JP2003262957A (ja) * | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 感光性着色組成物、カラーフィルタ及びその製造方法 |
| JP2003270784A (ja) * | 2002-03-14 | 2003-09-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 着色感光性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法 |
| JP2004163853A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-06-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像記録材料 |
| JP2005208366A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法 |
| JP2012073598A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-04-12 | Fujifilm Corp | 感光性組成物、感光性フィルム、感光性積層体、永久パターン形成方法、及びプリント基板 |
| JP2021175792A (ja) * | 2020-04-28 | 2021-11-04 | 信越化学工業株式会社 | ヨウ素化芳香族カルボン酸型ペンダント基含有ポリマー、レジスト材料及びパターン形成方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PONCE-VARGAS SANDRA M., CORTEZ-LEMUS NORMA A., LICEA-CLAVERÍE ANGEL: "Preparation of Poly( N -Vinylcaprolactam) (NVCL) and Statistical Copolymers of NVCL with Variable Cloud Point Temperature by Using A Trithiocarbonate RAFT Agent", MACROMOLECULAR SYMPOSIA, WILEY VCH VERLAG WEINHEIM, DE, vol. 325-326, no. 1, 1 March 2013 (2013-03-01), DE , pages 56 - 70, XP055978954, ISSN: 1022-1360, DOI: 10.1002/masy.201200045 * |
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| Publication number | Publication date |
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